JPH01249326A - 繊維強化樹脂ばねの製造方法 - Google Patents
繊維強化樹脂ばねの製造方法Info
- Publication number
- JPH01249326A JPH01249326A JP63077100A JP7710088A JPH01249326A JP H01249326 A JPH01249326 A JP H01249326A JP 63077100 A JP63077100 A JP 63077100A JP 7710088 A JP7710088 A JP 7710088A JP H01249326 A JPH01249326 A JP H01249326A
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- JP
- Japan
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- resin
- thermoplastic resin
- fiber
- coated
- reinforced
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、繊維強化樹脂ばねの製造方法に関するもの
である。さらに詳しくは、この発明は、生産性が良好で
あるとともに、強化繊維の成形型内への配列、配置が容
易な、熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂ばねの製造方
法に関するものである。
である。さらに詳しくは、この発明は、生産性が良好で
あるとともに、強化繊維の成形型内への配列、配置が容
易な、熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂ばねの製造方
法に関するものである。
（従来の技術）
近年、鋼製ばねに比べて軽量で、かつ高耐食、高ひずみ
の特性を持つことから、繊維強化樹脂ばね（ＦＲＰばね
）の開発とその実用化が進みつつある。
の特性を持つことから、繊維強化樹脂ばね（ＦＲＰばね
）の開発とその実用化が進みつつある。
これらの従来の繊維強化樹脂ばねは、カーボンファイバ
ー、ガラスファイバーなどの強化繊維と、マトリックス
樹脂としてエポキシ樹脂を代表とする熱硬化性樹脂を用
いて成形したものがほとんどであった。
ー、ガラスファイバーなどの強化繊維と、マトリックス
樹脂としてエポキシ樹脂を代表とする熱硬化性樹脂を用
いて成形したものがほとんどであった。
この従来の樹脂ばねの場合には、マトリックス樹脂とし
て熱硬化性樹脂を用いているために、その硬化時間は長
く、生産性か良好でなく、またｔＤｌ脂の延性が小さい
ことにより充分なばね特性か得られないという問題があ
った。
て熱硬化性樹脂を用いているために、その硬化時間は長
く、生産性か良好でなく、またｔＤｌ脂の延性が小さい
ことにより充分なばね特性か得られないという問題があ
った。
一般に繊維強化樹脂材については、マトリックスｔＭ
ＩＩとして曲用する従来の熱硬化性樹脂の欠点を克服す
るものとして熱可塑性樹脂を用いることが考えられてき
ている。その理由としては、熱可塑性樹脂の場合には冷
却による固化により硬化が終了するなめ生産性が良好で
あり、また樹脂の流れも大きいことがある。
ＩＩとして曲用する従来の熱硬化性樹脂の欠点を克服す
るものとして熱可塑性樹脂を用いることが考えられてき
ている。その理由としては、熱可塑性樹脂の場合には冷
却による固化により硬化が終了するなめ生産性が良好で
あり、また樹脂の流れも大きいことがある。
このような観点からは、熱可塑性樹脂をマトリックスと
した繊維強化樹脂ばねは従来にない高特性の樹脂ばねと
なるものと期待されるが、一方で、熱可塑性樹脂の使用
については、解決しなければならないいくつかの重要な
問題があり、この問題か未解決なまま残されているため
に依然として実用に供せられるものとはなっていなかっ
た。
した繊維強化樹脂ばねは従来にない高特性の樹脂ばねと
なるものと期待されるが、一方で、熱可塑性樹脂の使用
については、解決しなければならないいくつかの重要な
問題があり、この問題か未解決なまま残されているため
に依然として実用に供せられるものとはなっていなかっ
た。
（発明が解決しようとする課題）
熱可塑性樹脂を用いて繊維強化樹脂ばねを製造しようと
する場合には、まずなによりも、従来の熱硬化性樹脂を
マトリックスとする手法が採用できないという問題があ
る。すなわち、強化繊維を樹脂含浸する際に、熱可塑性
樹脂の場合には高い加熱温度が必要な上、溶融時の粘性
が高いために従来の熱硬化性樹脂の場合のような含浸槽
では完全に含浸することができない、′＆な、成形時に
、所定の形状の成形型に樹脂含浸した強化繊維を巻きつ
け等により配置しようとすると、常温では含浸した強化
繊維が折れて切断してしまい、折れないように加熱操作
すると、配′ｆ１作業そのものが困難となる。
する場合には、まずなによりも、従来の熱硬化性樹脂を
マトリックスとする手法が採用できないという問題があ
る。すなわち、強化繊維を樹脂含浸する際に、熱可塑性
樹脂の場合には高い加熱温度が必要な上、溶融時の粘性
が高いために従来の熱硬化性樹脂の場合のような含浸槽
では完全に含浸することができない、′＆な、成形時に
、所定の形状の成形型に樹脂含浸した強化繊維を巻きつ
け等により配置しようとすると、常温では含浸した強化
繊維が折れて切断してしまい、折れないように加熱操作
すると、配′ｆ１作業そのものが困難となる。
このため、熱可塑性樹脂の長所を生かしながら、しかも
強化繊維間への樹脂の含浸と成形型内への配置を容易と
した、生産性に潰れた熱可塑性樹脂繊維強化樹脂ばねの
新しい製造方法の実現が強く望まれていた。
強化繊維間への樹脂の含浸と成形型内への配置を容易と
した、生産性に潰れた熱可塑性樹脂繊維強化樹脂ばねの
新しい製造方法の実現が強く望まれていた。
この発明は、以上の通りの事情を踏まえてなされたもの
であり、従来の課題を解決した新しい繊維強化樹脂ばｂ
の製造方法を提供することを目的としているや （課題を解決するための手段） この発明は、」１記の目的を実現するために、繊維強化
樹脂ばねを製造するにあたり、強化繊維束に熱可塑性樹
脂を被覆し、この被覆繊維束を成形型内に配向配列し、
熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱した後に加圧し、
この加圧を熱可塑性樹脂の融点以下の温度まで継続する
ことを特徴とする繊維強化樹脂ばねの製造方法を提供す
る。
であり、従来の課題を解決した新しい繊維強化樹脂ばｂ
の製造方法を提供することを目的としているや （課題を解決するための手段） この発明は、」１記の目的を実現するために、繊維強化
樹脂ばねを製造するにあたり、強化繊維束に熱可塑性樹
脂を被覆し、この被覆繊維束を成形型内に配向配列し、
熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱した後に加圧し、
この加圧を熱可塑性樹脂の融点以下の温度まで継続する
ことを特徴とする繊維強化樹脂ばねの製造方法を提供す
る。
また、この発明の方法は、その７Ｂ様として、上記の方
法により製造したばね成形体の複数を成形型内に配置し
、熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱した後に加圧し
、この加圧を熱可塑性樹脂の融点以下の温度まで継続す
ることや、熱可塑性樹脂で被覆した強化繊維束を二次加
工して成形型内に配列する方法をも包含するものである
。
法により製造したばね成形体の複数を成形型内に配置し
、熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱した後に加圧し
、この加圧を熱可塑性樹脂の融点以下の温度まで継続す
ることや、熱可塑性樹脂で被覆した強化繊維束を二次加
工して成形型内に配列する方法をも包含するものである
。
この発明の製造方法について次に詳しく説明すると、ま
ず、カーボンファイバー、カラスファイバーなどの強化
繊維の樹脂による被覆は、所定の強度と太さを有する強
化繊維を多数本、たとえば５〜３０μｍの太さのものを
５００〜１２．０００本束ねた繊維束の状態で、通常の
押し出し、引張り型の被覆装置を用いて熱可塑性樹脂に
より被覆する。
ず、カーボンファイバー、カラスファイバーなどの強化
繊維の樹脂による被覆は、所定の強度と太さを有する強
化繊維を多数本、たとえば５〜３０μｍの太さのものを
５００〜１２．０００本束ねた繊維束の状態で、通常の
押し出し、引張り型の被覆装置を用いて熱可塑性樹脂に
より被覆する。
熱可塑性樹脂としては、ばねの使用目的、必要とするば
ね特性に応じて適宜に選択することかでき、ナイロン等
のポリアミドをはじめとして、ポリエステル、ポリオレ
フィン系樹脂などの適宜なものを用いることができる。
ね特性に応じて適宜に選択することかでき、ナイロン等
のポリアミドをはじめとして、ポリエステル、ポリオレ
フィン系樹脂などの適宜なものを用いることができる。
また、被覆するＩＩ１脂の量は、成形型内への配向配列
が可能であるだけの可撓性を有するように適宜なものと
することができる。
が可能であるだけの可撓性を有するように適宜なものと
することができる。
得られた樹脂被覆強化繊維束は、次いで、複数本束ねる
等して成形型内に配向配列する。」１記の樹脂による被
覆は、従来のように単繊維間に樹脂を含浸させることな
く、繊維束の外周面に被覆しているので、この繊維束の
成形型内への配向配列は極めて容易になし得る。
等して成形型内に配向配列する。」１記の樹脂による被
覆は、従来のように単繊維間に樹脂を含浸させることな
く、繊維束の外周面に被覆しているので、この繊維束の
成形型内への配向配列は極めて容易になし得る。
この配向配列は、ばねの形状と応力に対応して繊維強化
が必要とされる所定の配向となるように行う、たとえば
、コイルばねの場合には、コイルばねの成形型に、樹脂
被覆強化繊維束を巻きつけるようにして配向配列するこ
とができる。あるいはまた、皿ばねの場合には、たとえ
ば第１図に示したように、成形金型（１）の上面に、軸
部（２）を中心として樹脂被覆強化繊維束（３）を所定
の張力のもとに巻きつけて、その厚み（１）を所定の範
囲に調整することにより、円周方向に樹１指被覆強化繊
維束（３）を配向配列することができる。
が必要とされる所定の配向となるように行う、たとえば
、コイルばねの場合には、コイルばねの成形型に、樹脂
被覆強化繊維束を巻きつけるようにして配向配列するこ
とができる。あるいはまた、皿ばねの場合には、たとえ
ば第１図に示したように、成形金型（１）の上面に、軸
部（２）を中心として樹脂被覆強化繊維束（３）を所定
の張力のもとに巻きつけて、その厚み（１）を所定の範
囲に調整することにより、円周方向に樹１指被覆強化繊
維束（３）を配向配列することができる。
この配向配列にあたっては、樹脂被覆強化繊維束を、あ
らかじめ膿組み、製織笠の二次加工を施したものを配列
することらできる。
らかじめ膿組み、製織笠の二次加工を施したものを配列
することらできる。
次いで、成形型内へ配向配列した樹脂被覆強化繊維束は
、熱可塑性樹脂の融点以上の強度に加熱し、加圧をはじ
める。融点以−Ｌの加熱により熱可塑性樹脂は：／Ｂ融
状態となるため、この状態で加圧することにより、繊維
束内の単繊維間に樹脂を充分に含浸させることができる
。加熱強度、加圧条件は、使用する熱可塑性樹脂の種類
、所要のばね特性等を考慮して適宜に選択できることは
いうまでもない。
、熱可塑性樹脂の融点以上の強度に加熱し、加圧をはじ
める。融点以−Ｌの加熱により熱可塑性樹脂は：／Ｂ融
状態となるため、この状態で加圧することにより、繊維
束内の単繊維間に樹脂を充分に含浸させることができる
。加熱強度、加圧条件は、使用する熱可塑性樹脂の種類
、所要のばね特性等を考慮して適宜に選択できることは
いうまでもない。
この加圧は、少なくとも熱可塑性樹脂の融点以下の温度
になるまで継続することが必要である。
になるまで継続することが必要である。
この加熱、加圧による成形は冷却による固化で終了する
ため、従来の熱硬化性樹脂の場合のように数時間に及ぶ
硬化（重合）は必要でなく、生産性高く、目的とする樹
脂ばねを製造することができる。
ため、従来の熱硬化性樹脂の場合のように数時間に及ぶ
硬化（重合）は必要でなく、生産性高く、目的とする樹
脂ばねを製造することができる。
なお、ばねの形状が複雑である場合や、あるいは複雑な
配向を必要とする場合には、熱可塑性樹１指を用いるこ
との特長を生かして、上記の通りの方法によっていくつ
かの形状に分割した状態にある仮成形体を！！！造し、
これを所定の形状となるように成形型内に再配置し、同
様に熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱して加圧し、
この温度以下まで加圧を行うことによって繊維強化樹脂
ばねを製造することもできる。
配向を必要とする場合には、熱可塑性樹１指を用いるこ
との特長を生かして、上記の通りの方法によっていくつ
かの形状に分割した状態にある仮成形体を！！！造し、
これを所定の形状となるように成形型内に再配置し、同
様に熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱して加圧し、
この温度以下まで加圧を行うことによって繊維強化樹脂
ばねを製造することもできる。
次に、この発明の実施例を示し、さらにこの発明の製造
方法について説明する。
方法について説明する。
実施＠ｌ
引張強度３６０ｋｉｒｆ／圓２、引張弾性率２３０００
１ｑｒ ｆ ／ ＋ｕ ” 、太さ７ μｒｎのＰＡＮ
系炭素炭素繊維６０００本の外周に、電線被覆装置を用
いて１２ナイロンの被覆を行った。この場合、繊維とナ
イロン樹脂との比は、６３ ： ３７の重量比とした。
１ｑｒ ｆ ／ ＋ｕ ” 、太さ７ μｒｎのＰＡＮ
系炭素炭素繊維６０００本の外周に、電線被覆装置を用
いて１２ナイロンの被覆を行った。この場合、繊維とナ
イロン樹脂との比は、６３ ： ３７の重量比とした。
得られた被覆繊維束をさらに６・１本束ねてコイルはね
用の金型に巻きつけた。遠赤外炉において２１０°Ｃの
温度で５分間加熱し、炉より収り出して直ちにプレス機
により２０ ｋｇ ／−の圧力で加圧し、１０分間で１
１０°Ｃまで冷却しながら加圧を継続した。
用の金型に巻きつけた。遠赤外炉において２１０°Ｃの
温度で５分間加熱し、炉より収り出して直ちにプレス機
により２０ ｋｇ ／−の圧力で加圧し、１０分間で１
１０°Ｃまで冷却しながら加圧を継続した。
１１０’Ｃの温度において除圧し、型ばらしを行った後
にコイルばねを取り出した。得られたばねは、素線が３
ｕＡａ Ｘ ９．５ ｉｉ＋の角棒状のものであり、
同一寸法の鋼製ばねの１７５の重さであった。
にコイルばねを取り出した。得られたばねは、素線が３
ｕＡａ Ｘ ９．５ ｉｉ＋の角棒状のものであり、
同一寸法の鋼製ばねの１７５の重さであった。
実施例２
実施例１と同様の１２ナイ１７ン樹脂によって被覆した
繊維束１６本を編組みし、得られた組ひも４本を用いて
実施例１と同様にして加熱加圧成形し、所定のコイルば
Ｊ２を得た。
繊維束１６本を編組みし、得られた組ひも４本を用いて
実施例１と同様にして加熱加圧成形し、所定のコイルば
Ｊ２を得た。
実施例３
実施例１と同様の１２ナイロン樹脂によ・）て被覆した
繊維束を、第１図に示したように金型半部に円周状に巻
きつけ、実施例１と同様に加熱加圧して、所定の皿ばｂ
を得た。
繊維束を、第１図に示したように金型半部に円周状に巻
きつけ、実施例１と同様に加熱加圧して、所定の皿ばｂ
を得た。
（発明の効果）
この発明により、以上詳しく説明した通り、生産性が極
めて良好で、成形型内への強（ヒ繊維の配列配置が容易
な熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂ばねの製造方法が
提供される。
めて良好で、成形型内への強（ヒ繊維の配列配置が容易
な熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂ばねの製造方法が
提供される。
第１図は、この発明の製造方法における強化繊維束の配
向配列の一例を示した断面斜視図である。 １・・・成 形 金 型 ２・・・軸 部 ３・・・樹脂被覆強化繊維束
向配列の一例を示した断面斜視図である。 １・・・成 形 金 型 ２・・・軸 部 ３・・・樹脂被覆強化繊維束
Claims (3)
- （１）繊維強化樹脂ばねを製造するにあたり、強化繊維
束に熱可塑性樹脂を被覆し、この被覆繊維束を成形型内
に配向配列し、熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱し
た後に加圧し、この加圧を熱可塑性樹脂の融点以下の温
度まで継続することを特徴とする繊維強化樹脂ばねの製
造方法。 - （２）請求項（１）記載の方法により製造したばね成形
体の複数を成形型内に配置し、熱可塑性樹脂の融点以上
の温度に加熱した後に加圧し、この加圧を熱可塑性樹脂
の融点以下の温度まで継続することを特徴とする繊維強
化樹脂ばねの製造方法。 - （３）熱可塑性樹脂で被覆した強化繊維束を二次加工し
て成形型内に配列する請求項（１）または（２）記載の
繊維強化樹脂ばねの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63077100A JPH01249326A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 繊維強化樹脂ばねの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63077100A JPH01249326A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 繊維強化樹脂ばねの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01249326A true JPH01249326A (ja) | 1989-10-04 |
Family
ID=13624370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63077100A Pending JPH01249326A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 繊維強化樹脂ばねの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01249326A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100859405B1 (ko) * | 2006-07-27 | 2008-09-22 | 산요덴키가부시키가이샤 | 고체 촬상 소자의 구동 방법 |
| DE102007031104A1 (de) * | 2007-07-04 | 2009-01-08 | Ifc Composite Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Blattfeder aus einem Faserverbundwerkstoff mit einem Thermoplast sowie derartig hergestellte Blattfeder |
| JP2014084549A (ja) * | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Unitika Ltd | 合成樹脂製コイルの製造方法 |
| JP2015194260A (ja) * | 2011-03-30 | 2015-11-05 | ユニチカ株式会社 | 熱可塑性重合体からなるコイルの製造方法 |
-
1988
- 1988-03-30 JP JP63077100A patent/JPH01249326A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100859405B1 (ko) * | 2006-07-27 | 2008-09-22 | 산요덴키가부시키가이샤 | 고체 촬상 소자의 구동 방법 |
| DE102007031104A1 (de) * | 2007-07-04 | 2009-01-08 | Ifc Composite Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Blattfeder aus einem Faserverbundwerkstoff mit einem Thermoplast sowie derartig hergestellte Blattfeder |
| DE102007031104B4 (de) * | 2007-07-04 | 2016-02-25 | Ifc Composite Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Blattfeder aus einem Faserverbundwerkstoff mit einem Thermoplast sowie derartig hergestellte Blattfeder |
| JP2015194260A (ja) * | 2011-03-30 | 2015-11-05 | ユニチカ株式会社 | 熱可塑性重合体からなるコイルの製造方法 |
| JP2014084549A (ja) * | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Unitika Ltd | 合成樹脂製コイルの製造方法 |
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